• No results found

THE DYNAMICS OF THE LOCOMOTIVE CHS4 AND STRENGTH OF LOAD-BEARING FRAMES CONSTRUCTION TRUCKS PRODUCTION HOLDING COMPANY "LUGANSKTEPLOVOZ"

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "THE DYNAMICS OF THE LOCOMOTIVE CHS4 AND STRENGTH OF LOAD-BEARING FRAMES CONSTRUCTION TRUCKS PRODUCTION HOLDING COMPANY "LUGANSKTEPLOVOZ""

Copied!
9
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)УДК 629.424.1:621.31:681.3 І. Є. БАТЮШИН (Укрзалізниця), О. М. БОНДАРЄВ, В. Л. ГОРОБЕЦЬ, О. М. ЗАБОЛОТНИЙ, Д.О. ЯГОДА (ДІІТ). ПОКАЗНИКИ ДИНАМІКИ ЕЛЕКТРОВОЗА ЧС4 ТА МІЦНОСТІ НЕСУЧИХ КОНСТРУКЦІЙ РАМ ВІЗКІВ ВИРОБНИЦТВА ХК «ЛУГАНСЬКТЕПЛОВОЗ» В статті наведено результати динамічних ходових міцносних випробувань електровозу ЧС4 з візками виробництва ХК «Луганськтепловоз». На підставі отриманих результатів випробувань зроблено висновки про відповідність електровоза нормативним показникам при його експлуатації у складі пасажирських поїздів зі швидкостями до 140 км/год. включно. В статье приведены результаты динамических ходовых прочностных испытаний электровоза ЧС-4 с рамами тележек производства ХК «Лугансктепловоз». Полученные результаты испытаний показали, что модернизированный электровоз соответствует Нормативным показателям. Article is devoted to the results of dynamic tests, tests on the line and tests for durability of electric locomotive СS4 with bogies frames produced by HK «Luganskteplovoz». The received results of tests have shown, that the modernized electric locomotive corresponds to Normative parameters.. Для забезпечення пасажирських перевезень на залізницях України дуже гострою виявилися проблема оновлення парку пасажирських локомотивів, а також проведення капітально відновлювальних ремонтів з продовженням строку служби тих локомотивів, термін експлуатації яких вичерпано. Для подолання вказаної проблеми Головне управління локомотивного господарства налагодило виробництво на підприємстві «ХК Луганськтепловоз» дослідної партії рам візків для електровозів ЧС4, які проходять модернізацію на ЗЕРЗ із заміною рам візків, кабін і боковин кузова. Загальний вигляд електровоза, якій пройшов вказану модернізацію наведено на рис. 1.. Рис. 1. Загальний вигляд електровоза ЧС-4 модернізованого ЗЕРЗ. З метою визначення придатності [2, 3] до експлуатації рам візків електровозів ЧС4, виробництва «ХК Луганськтепловоз» були проведе-. 152. ні динамічні ходові випробування із визначенням показників динамічної міцності несучих конструкцій рам візків електровозу ЧС-4 зав № 191, який побудовано 16.11.1970 р. Загальний пробіг цього електровозу від побудови до останнього КР2, що було проведено на ЗЕРЗ 30.06.05, складав 6140418 км. Випробування проводилися на основних напрямках експлуатації вказаного електровоза Південно-Західної залізниці: Київ–Козятин–Шепетівка–Здолбунів; Київ–Бориспіль–Баришівка; Київ–Миронівна–Шевченко–Знам’янка–П’ятихатки-стикова. Під час проведення випробувань дослідні поїздки були здійснені: зчепом, який складався з дослідного електровозу ЧС-4 191, вагона – лабораторії ДІІТа, та допоміжних електровозів ЧС-4, або ЧС 8; у складі поїзда № 40 Київ–Севастополь. У складі швидкого пасажирського поїзду № 40 Київ–Севастополь дослідна поїздка виконувалася дослідним електровозом ЧС4 зав. № 191, до якого був причеплений вагон – лабораторія ДІІТа. Під час проведених випробувань були зареєстровані величини, за якими визначалися коефіцієнти вертикальної та горизонтальної динаміки, визначено коефіцієнт запасу стійкості від сходу колеса колісної пари з рейки і показники міцності основних несучих конструкцій рами візка. Переважною на вказаних дільницях була швидкість 100…120 км/год. На деяких дільницях допустимою була швидкість до 140 км/год. На дільниці Бориспіль–Баришівка за спеціальним наказом Начальника залізниці швидкість.

(2) руху допускається до 180 км/год. При проведені динамічних ходових та динамічних міцносних випробувань вимірювалися: переміщення за допомогою реохордних датчиків; за спеціальною схемою з’єднання тензорезисторів – горизонтальні поперечні рамні сили. По виміряним: переміщенням визначалися динамічні добавки вертикальних сил, які виникають у першому та другому ступенях підвішування; по відповідному з’єднанню тензорезисторів – горизонтальні поперечні рамні сили. За визначеними динамічними добавками вертикальних сил визначалися коефіцієнти динаміки, а за динамічними добавками сил, що виникають у першому ступені підвішування та за горизонтальними поперечними рамними силами визначався коефіцієнт запасу стійкості від сходу колеса з рейки. За виміряними величинами деформацій по тензорезисторах визначалися напруження у основних елементах несучих конструкцій рами візку. За визначеними горизонтальними поперечними переміщеннями колісних пар відносно рами візку оцінювалось розташування колісних пар та рами візку при рухові на різних дільницях колії, а також горизонтальні поперечні сили, які діють на рейки. Для визначення: динамічних складових вертикальних сил у першому та у другому ступенях підвішування першого за напрямком руху візку у буксових вузлах встановлені реохордні датчики R11, R12, R21, R22, R31, R32 R41; виляння та поперечного відносу першого візку відносно кузова електровоза у місці розташування першої та третьої колісних пар встановлено реохордні датчики переміщень У1, У2; горизонтальних поперечних рамних сил на бічних поверхнях повздовжніх балок рам візків на рівні нейтрального шару в перерізах, розташованих навколо двох центральних поперечних балок, з двох сторін встановлено чотири тензорезистори, які попарно з’єднувалися між собою і далі за відліками вольтметру визначалися горизонтальні поперечні рамні сили Н1 та Н3. Для визначення горизонтальних поперечних переміщень колісних пар відносно рам візків між рамою першого візка та буксовими вузлами колісних пар встановлено три датчики малих переміщень HR1, HR2, HR3. Для визначення напружень на повздовжніх бічних балках на нижніх листах встановлено 26 тензорезисторів ( ці тензорезистори позначалися таким чином: (1-13)ХП – права за напрямком руху повздовжня бічна балка; (1-13)ХЛ – ліва за напрямком руху повздовжня бічна балка), а на бічних листах цих балок – дві прямокутні. розетки деформацій Р1 та Р2, що складаються з трьох тензорезисторів кожна (Р1Х, Р1Z, P1 α та Р2Х, Р2Z, P2 α ). З метою визначення можливих причин, які приводили в інших електровозах до появи тріщин на фіксуючому кронштейні редуктора, який розташовано на задній поперечній балці встановлена розетка деформацій P3 (Р3Х, Р3Z, P3 α ). Для визначання сили тяги локомотива у вагон – лабораторії встановлено динамометричний автозчепний пристрій, за показаннями якого встановлювалися значення сили взаємодії Sa між дослідним електровозом і вагоном – лабораторією та іншими одиницями дослідних зчепів, або вагонів поїзду. Схеми та місця установки вимірювальних пристриїв наведено на рис. 2-4.. Рис. 2. Розташування датчиків для вимірювання напружень на рамі візку. Рис. 3 Розташування датчиків для вимірювання динамічних складових переміщень та зусиль у другому ступені підвішування. Таким чином, при проведенні динамічних ходових випробувань реєструвалося 54 процеси. Значення жорсткостей першого та другого ступенів підвішування визначалися експериментально і мають наступні значення. Вертикальна жорсткість першого ступеня складає 1,47 кН/мм. на один буксовий вузол, а другого ступеня підвішування – 4 кН/мм. на один бік візку. Повідкова група дозволяє пружні переміщення осі колісної пари з жорсткістю у поперечному горизонтальному напрямку 4,5-8 кН/мм., у повздовжньому напрямку з жорсткістю 70 кН/мм., у вертикальному – 0,55 кН/мм. При цьому вертикальна жорсткість пружини буксового підвішування 0,46 кН/мм.. 153.

(3) зав. № 082 пройшов таку ж модернізацію, що і електровоз ЧС4 зав. № 191, але ж в той час при модернізації встановлювалися рами візків, які виготовлені на підприємстві заводу-виробника «Шкода ТТ». Таблиця 2 Результати зважування дослідних електровозів ЧС4, яка проводилася у 2003 році № колісної пари. Рис. 4. Розташування реохордних датчиків на рамі візку для вимірювання динамічних складових вертикальних переміщень та відповідних динамічних складових вертикальних зусиль у першому ступені підвішування. На початку випробувань було проведено поосьове зважування дослідного електровозу ЧС-4 зав. № 191 та допоміжного електровозу ЧС-4, якій не проходив КВР, за допомогою зважувальної установи, що розташована на вхідній горловині станції Здолбунів (терези «Пульсар ВТВ-25 ДР №2»). Ці дані наведено у табл. 1. Таблиця 1 Результати зважування електровоза ЧС4 191. № колісної пари. 1 2 3 4 5 6. Електровоз ЧС4 191 НаванНавантатаження Вага ження на коліелектровозу, кН від візку, сну пакН ру, кН. 208,5 212,5 208,5 219 218 204. 629,5 1270,5 641. З табл. 1 маємо, що середнє навантаження на колісну пару складає 211, 75 кН. По першій колісній парі навантаження відрізняється від середнього значення на 1,5 %, по четвертій і п’тій колісним парам – на 3,4 % і по шостій колісній парі – на 3,7 %. Нижче у таблиці 2 наведено результати зважування електровозів ЧС-4, яки проводилися на ст. Здолбунів у 2003 році. Електровоз ЧС-4 зав. № 206 не проходив КВР, а електровоз ЧС-4. 154. Навантаження на колісну пару, кН Перше зваДруге зважуСередні знажування вання чення Електровоз ЧС4 206. 1 2 3 4 5 6. 208 219 200 194 234 209. 1 2 3 4 5 6. 221 215 219,5 212 224,5 212. 217 217 200,5 193,5 233 181. 215 218,5 200,3 193,8 233,5 195. Електровоз ЧС4 082. 210,5 216,5 219,5 212,5 223 210. 215,8 215,8 219,5 212,2 223,8 211. З наведених таблиць слідує, що вага базового електровозу дорівнює 1256,1 кН. В цьому році, під час зважування модернізованого електровоза ЧС-4, також було проведено зважування базового електровоза ЧС-4 і його вага склала 1249 кН. Вага модернізованого електровоза ЧС-4 082 складає 1298,1 кН. Внаслідок проведених модернізацій у середньому вага електровоза ЧС-4 зростає приблизно на 3,17 Тс. Для визначення коефіцієнтів динаміки, необхідна інформація про статичні навантаження, що створюються у відповідних пружинних комплектах. Величини статичного навантаження мають такі значення: вага електровозу ЧС-4 зав. № 191 складає 1270,5 кН, вага візків – 570,8 кН, вага кузова – 699,7 кН. Таким чином, статичне навантаження, яке припадає на кожний буксовий вузол, визначимо як різність між загальною вагою електровоза та підсумковою вагою, що складається з ваги шістьох колісних пар с буксовими вузлами, ваги шістьох тягових редукторів, поділеною на дванадцять буксових вузлів і складає 75,14 кН. Величина статичного навантаження, яка приходиться на одну сторону кожного візка від ваги кузова дорівнює 174,9 кН. При визначенні коефіцієнта горизонтальної динаміки величину статичного навантаження приймаємо на рівні 150, 28 кН. Перед проведенням динамічних ходових випробувань в локомотивному депо Київ-пас..

(4) були проведені досліди з під‘йомок кузова електровоза ЧС-4 зав. № 191. На підставі вимірювань за допомогою тензорезисторів деформацій, а потім за визначеними статичними складовими напружень, на підставі статистичної обробки, були отримані середні значення напружень та їх середньоквадратичні відхилення. Ці величини наведено у табл. 3 та 4. Таблиця 3 Значення статичних складових напружень у повздовжніх балках рами першого візку Напруження 1ХЛ 2ХЛ. 1ХП 2ХП. σ, МПа. Sσ , МПа Напруження. 15,9 18,8 19,6 15,9 21,1 16,4 0,55 0,47 0,73 1,05. 8ХЛ 8ХП 28,6 σ, МПа 29. Sσ , МПа. 3ХЛ 3ХП. 1,6 1,6. 0,51 1,55. 4ХЛ 4ХП. 17,6 22,6. 31 23,9. 6ХЛ 6ХП. 38,3 29. 1,08 1,17. 1,38 1,45. 9ХЛ 10ХЛ 11ХЛ 12ХЛ 9ХП 10ХП 11ХП 12ХП 38,5 15,2 17,9 9,8 39 15,4 11,8 6,2. 13ХЛ 13ХП 2,5 1,2. 1,59 2,42. 0,25 0,59. 0,75 1,94. 0,7 1,15. 5ХЛ 5ХП. 0,75 2,5. 0,49 3,34. 7ХЛ 7ХП. 41,6 29 1,9 1,92. У табл. 3 наведено значення середніх напружень та середньоквадратичних відхилень від відповідних середніх, які виникають на нижніх листах лівої (у верхньому рядку) та правої (у нижньому рядку) повздовжніх балок рами візку у перерізах навколо кронштейнів кріплення буксових повідків колісних пар. У табл. 4 наведені значення середніх напружень та середньоквадратичних відхилень від відповідних середніх, які виникають на бічних стінках повздовжніх балок рами візку в зоні розташування першого кронштейну середньої колісної пари (розетки деформацій Р1 та Р2), на кронштейні фіксації тягового редуктора на випадок обриву тяги його закріплення до рами візка (розетка деформацій Р3). На рис. 5 і далі по тексту звіту введено скорочені індекси для відзначення характеру дільниць, на яких проводилося вимірювання відповідних величин під час руху дослідного електровозу. Скороченими індексами позначено: Sa – зусилля у автозчепному пристриї; пр – пряма дільниця колії; лс – ліві криви середніх радіусів; лв – ліві криви великих радіусів; пс – праві криві середніх радіусів; пв – праві криви великих радіусів; ст – стрілочні переводи. З даного рисунку слідує, що найбільші значення розтягуючих та стискаючих повздовжніх сил, якими навантажується електровоз при рухові у складі поїзда, досягали 200 кН.. Таблиця 4 Значення статичних складових напружень у повздовжніх балках рами першого візку Напруження та їх середньоквадратичні відхилення σ, МПа. Позначення тензорезисторів Р1Х. Р1α. Р1Z. Р2Х. Р2α. 16,9. 0,7. 11,8. 17,6. 4,5. Sσ , МПа. 0,51. 0,25. 0,34. 1. 0,28. σ, МПа. Р2Z 7,4. Р3Х 0,3. Р3α 0,1. Р3Z 0,02. kr 6. Sσ , МПа. 0,47. 0,13. 0,09. 0,04. 0,74. З аналізу наведених у табл. 3 та 4 результатів слідує, що найбільш навантаженими від ваги кузова оказалися точки 5Х…9Х, які розташовані навколо кронштейнів середньої колісної пари. За даними розеток деформацій Р1 та Р2 найбільші напруження спостерігаються у повздовжньому та у вертикальному напрямках. Величини напружень, наведених у таблицях та відповідні динамічні складові напруження разом далі використовувалися при оцінці коефіцієнтів запасу міцності. Під час здійснення дослідних поїздок велася безперервна реєстрація значень зусиль, які виникали у динамометричному автозчепному пристриї. Після проведення відповідної обробки було визначено найбільші значення цих зусиль в залежності від швидкості руху. Ці результати наведено на рис. 5. 300. Sa, кН. Sапр+ Saпр-. 200. Saлс+ Saлс-. 100. Saлв+ Saлв-. 0 -100. Saпс+. 50. 70. 90. 110. Saпв+. -200 -300. Saпс-. Saпв-. V, км/год.. Saст+ Saст-. Рис. 5. Найбільші значення стискаючих та розтягуючих зусиль, які створювалися у автозчепному пристриї електровоза під час його руху у складі поїзда. На рис. 6 наведено: процеси змінювання напружень (сім перших зверху процесів); процеси взаємних переміщень кузова та рами першого за напрямком руху візка ( восьмий та дев’ятий процеси); останній процес – змінювання швидкості руху. З цих рисунків слідує, що при швидкості руху вище 120 км/год. починають збуджуватися автоколивання. Більш того, при швидкості руху 159 км/год. відключилися тяга електровозу, що привело до появи ударного на-. 155.

(5) вантаження. На таке ударне навантаження відреагували датчики вимірювання напружень, які встановлено на кронштейні фіксації корпуса тягового редуктора на випадок. Найбільші значення динамічних складових напруж ень на лівій балці при рухові в прямих в реж имі тяги. 3ХЛ+ 4ХЛ+. Sg, МПа. 5ХЛ+ 6ХЛ+. 20. 7ХЛ+. 10 0. 3ХЛ50. -10. 70. 90. 110. 130. 4ХЛ-. 150. 5ХЛ-. -20. 6ХЛ-. V, км/год.. 7ХЛ-. Найбільші значення динамічних складових напруж ень на лівій балці при рухові в прямих в 10 реж имі тяги ХЛ Sg, МПа + 20 11 10 ХЛ 0 + 50 70 90 110 130 150 -10 12 -20 ХЛ -30 + V, км/год. 10 Х Найбіль ші значе ння динамічних складових напруже нь на правій балці при рухові в прямих в ре жимі 3ХП+ тяги 5ХП+. Sg, МПа 20. 6ХП+ 7ХП+ 8ХП+. 0 -20. 5ХП-. 13 0. 90. 50. 3ХП-. 6ХП-. V, км/год. 7ХП8ХП-. Найбіль ші значення динамічних складових напруже нь на правій балці при рухові в прямих в ре жимі тяги Sg, МПа 20. обриву тяги закріплення корпуса тягового редуктора до рами візка. Це може і бути причиною, яка приводить до появи тріщин у місці приварення цих кронштейнів до рами візка. На рис. 7-21 наведено залежності від швидкості руху на різних дільницях колії динамічних складових напружень, що виникають в несучих конструкціях рам візків.. 12ХП+. 10 0 90 11 0 13 0 15 0. 11ХП-. 70. -10 -20. 50. Рис. 6. Процеси при поїздці окремим зчепом, де було досягнуто швидкість руху 159 км/год. 11ХП+. 12ХП-. V, км/год.. Найбільші значення динамічних складових напруж ень на лівій балці при рухові в правих кривих середніх радіусів в реж имі тяги Sg, МПа50 0 -50. 3ХЛ+ 4ХЛ+ 5ХЛ+ 6ХЛ+ 7ХЛ+ 3ХЛ4ХЛ-. 50. 70. 90 110 V, км/год.. 5ХЛ6ХЛ7ХЛ-. 156.

(6) Найбіль ші значе ння динамічних складових напруже нь на лівій балці при рухові в правих кривих се ре дніх радіусів в ре жимі тяги. Найбільші значення динамічних складових напружень на правій балці, при рухові в лівих кривих середніх радіусів в режимі тяги. Sg, МПа. 20. 10ХЛ+ 11ХЛ+. 0 50. -20. 70. 90. 12ХЛ+. 110. 11ХП+. Sg, МПа 50 0 -50. 12ХП+ 11ХП-. 50. 10ХЛ-. 70. 90. 110 V, км/год.. 11ХЛ-. -40. 12ХП-. 12ХЛ-. V, км/год.. Найбільші значення динамічних складових напружень на правій балці при рухові в лівих кривих великих радіусів в режимі тяги.. Найбільші значення динамічних складових напруж ень на правій балці при рухові в правих кривих середніх радіусів в реж имі тяги. 3ХП+. 6ХП+ 7ХП+ 8ХП+. 0. 3ХП-. 6ХП+. Sg, МПа 50. 7ХП+. 50. -50. 90 110 130. 5ХП6ХП-. V, км/год.. 3ХП-. 50. 70. 90. 110. 6ХП7ХП8ХП-. Найбіль ші значе ння динамічних складових напруже нь на правій балці при рухові в правих кривих Sg, МПа 20 се ре дніх радіусів в ре жимі тяги. 50. 11ХП+ 12ХП+. 0. 11ХП-. 11ХП+. 5. 50. -50. 10. 70. 90 110 130. 90. 12ХП-. V, км/год.. 12ХП+. 0 70. 8ХП-. Найбільші значення динамічних складових напружень на правій балці при рухові в лівих кривих великих радіусів в режимі тяги Sg, МПа. 15. 50. 7ХП-. 5ХП-. V, км/год. -5. 70. 8ХП+. 0 -50. 5ХП+. Sg, МПа 50. 5ХП+. 3ХП+. 11ХП-. 110. 12ХП-. -10 -15. Найбільші значення динамічних складових напружень на лівій балці при рухові в лівих кривих великих радіусів в режимі тяги. V, км/год.. -20. 20. Sg, МПа 20. 6ХЛ+. 10. 7ХЛ+. 0 3ХЛ+ 4ХЛ+. -10. 4ХЛ+ 5ХЛ+. Sg,МПа. Найбільші значення динамічних складових напружень на лівій балці при рухові в лівих кривих середніх радіусів. 3ХЛ+. 3ХЛ-. 50. 70. 90. 110. 4ХЛ-. 130. 5ХЛ-. -20. 5ХЛ+. 6ХЛ-. V, км /год.. 7ХЛ-. 6ХЛ+ 7ХЛ+. 0 -20. 50. 70. 90. 110. V, км/год.. 4ХЛ5ХЛ6ХЛ7ХЛ-. Найбільші значення динамічних складових напружень на лівій балці при рухові в лівих кривих середніх радіусів в режимі тяги 10ХЛ+. 20. 12ХЛ+. 11ХЛ+ 10ХЛ-. 0. 11ХЛ-. 50. 70. 90. 110 V, км/год.. Sg, МПа 30 20 10 0 -10 -20 -30. 10ХЛ+ 11ХЛ+ 12ХЛ+. 50. 70. 90. 110. 10ХЛ-. 130. 11ХЛ12ХЛ-. V, км/год.. Sg,МПа 40. -20. Найбільші значення динамічних складових напружень нав лівій балці, при рухові в лівих кривих великих радіусів в режимі тяги. 3ХЛ-. 12ХЛ-. Рис. 7-21. Найбільші значення динамічних складових напружень у характерних точках повздовжніх балок рами першого за напрямком руху візку, які були виміряні з імовірністю 0,95 при рухові як окремим зчепом так і в складі пасажирського поїзду № 40 Київ–Севастополь. 157.

(7) З наведених рисунків слідує, що найбільші значення динамічних складових напружень не перевищують 35 МПа. Найбільш чутливими точками до дії вертикального динамічного навантаження оказалися точки 3ХЛ, 3ХП, 7ХЛ, 7ХП, 10ХП, 10ХЛ, 12ХП, 12ХЛ. При рухові на основних напрямках експлуатації електровозів ЧС-4 у першому ступені підвішування дослідного електровозу величини коефіцієнтів вертикальної динаміки не перевищують Нормативних значень 0,3. При рухові по стрілочним переводам у другому ступені підвішування динамічні складові зусиль досягали рівнів, при яких коефіцієнт вертикальної динаміки дорівнював 0,4, що пов’язано із неякісним станом верхньої побудови колії. Це значення слід враховувати при визначення коефіцієнтів запасу міцності, але ж не слід враховувати як таку величину, яка може обмежувати швидкість руху дослідного електровоза. За показниками горизонтальної динаміки даний електровоз також відповідає вимогам Норм при рухові як з окремим дослідним зчепом так і у складі поїзда. При цьому, під час руху у складі поїзда, за рахунок стабілізуючої дії зусилля зі сторони автозчепного пристрою коефіцієнти горизонтальної динаміки виявилися меншими у порівнянні з випадками руху вказаного електровозу без складу вагонів поїзду. Найбільші значення горизонтальних поперечних переміщень буксових вузлів колісних пар відносно рами візку досягали 25 мм., що може привести до створення горизонтальних поперечних зусиль, які діють на рейки, на рівні до 80 кН. Ці величини не перевищують граничні за Нормами значення горизонтальних поперечних сил, що діють на рейки. При цьому чітко прослідковувалася стабільна робота підшипникових вузлів середньої колісної пари, які забезпечують її розбіжність, бо горизонтальні переміщення буксових вузлі середньої колісної пари менше у порівнянням з переміщеннями двох інших колісних пар. Також мало місце, що із збільшенням швидкості руху горизонтальна динаміка має тенденцію до незначного зростання. Візуальний аналіз показав, що коливання виляння та галопування дослідного електровоза ЧС-4 зав. № 191 менш за амплітудами у порівнянням з відповідними коливання електровозів, що пройшли модернізацію і з якими раніше проводилися подібні випробування. Це може пояснюватися більш кращою роботою гасників коливань. За визначеними величинами напружень по датчикам розеток деформацій виявилися, що не. 158. має необхідності визначати головні напруження, бо їх значення у вказаних точках не перевищують величин напружень у точках, розташованих на нижніх листах повздовжніх балок рами візку навколо кронштейнів кріплення повідків буксових вузлів. З метою визначення резонансних частот власних коливань були проведені спеціальні досліди з скидання колісних пар першого за напрямком руху дослідного електровоза з клинів. Під час проведення цих випробувань здійснювалися одночасне скидання з клинів за напрямком насуву на клини електровоза: двох коліс першої та третьої колісних пар; одночасне скидання правого колеса першої та лівого колеса третьої колісних пар. У першому випадку збурювалися симетричні коливання, а у другому – кососиметричні коливання. Далі зареєстровані по датчиках процеси опрацьовувалися за спеціальною програмою і формувалися амплітудночастотні характеристики. Результати цих випробувань наведено у таблиці 5. Таблиця 5 Значення частот власних коливань електровоза ЧС4 191 при скиданні його з клинів Назва датчиків. Значення резонансних частот, Гц Симетричне скидання з клинів. R11 R31 R41 10 ХЛ Р3Z. 0,35 0,29 0,3;0,54; 0,81 0,27;0,4;0,9. 1,31-1,7 1,04;1,3;1,5 1,04;1,45 1,1;2,3 1,1;1,3. 2,09;2,2 1,7;2,1 1,87; 2,2 3,27 2;3. 6,08. 13,4. 4,13. -. Несиметричне скидання з клинів R11 R31 R41 10 ХЛ. 0,31 0,4 0,31 0,35. 2,14 2,14 2,14 1,55. 3,24. З аналізу наведених результатів маємо, що основною резонансною частотою коливань є частота 2,1-2,2 Гц., тобто частота коливань підстрибування рами візка. Значення резонансних частот, які були визначені по датчику 10ХЛ, використовувалися при проведенні вібраційних стендових випробувань на витривалість фрагментів рами візку на підприємстві „Південмаш” За спеціальною програмою, на підставі виміряних значень динамічних складових вертикальних зусиль, які виникають у буксових вузла першого ступеня підвішування та динамічних складових горизонтальних поперечних рамних сил, були визначені найменші значення.

(8) коефіцієнтів запасу стійкості від сходу коліс колісних пар з рейок. Найменші значення цих коефіцієнтів в залежності від швидкості руху на різних дільницях колії наведено на рис. 22. З наведеного рисунку слідує, що найменші значення визначених величин коефіцієнту запасу стійкості від сходу коліс колісних пар з рейок оказалися не менше 2, а найменше значення вказаного коефіцієнту за Нормами встановлено 1,4. Під час дослідної поїздки зі швидкістю до 159 км/год. на дільниці Бориспіль – Баришівка оказалося, що при швидкості руху 142 км/год. величина цього коефіцієнту складає 2,69, а при швидкості 155 км/год. – 2,78. Таким чином з точки зору запасу стійкості рух дослідного електровозу є стійким зі швидкостями до 160 км/год. включно. Ку 3,5. 3 2,5. пр. 2. лмр. 1,5. лср лвр. 1 0,5. пср. 0. пвр. 50. 70. 90. 110. 130. стр. V, км/год.. Рис. 22. Найменші значення коефіцієнтів запасу стійкості при рухові дослідного електровозу на різних дільницях колії. Основні висновки В процесі проведення динамічних ходових та динамічних міцносних випробувань електровоза ЧС-4 зав. № 191 визначено та встановлено наступне. 1. Зважування вказаного дослідного електровоза, а також подібних електровозів, які раніше проходили модернізацію та з ними проводилися подібні випробування показали, що модернізація привела до зростання ваги на 3,17 Тс; 2. У основних точках рами візку від дії статичного навантаження кузова електровоза найбільш навантаженими є точки 5Х – 9Х, які розташовані навколо кронштейнів середньої колісної пари. Найбільші значення статичних напружень досягають 41,6 МПа у точках 7Х та 38,5 МПа у точках 6Х і 9Х. У точках 3Х, 10Х та 12Х ці величини досягають значень 19,6 МПа, 15,4 МПа та 9,8 МПа відповідно; 3. Найбільші розтягуючі та стискаючі по-. вздовжні сили, якими навантажується електровоз при рухові у складі поїзда, досягали значень – 200 кН; 4. При швидкості руху вище 120 км/год. починають збуджуватися автоколивання. Більш того, при швидкості руху 159 км/год., під час миттєвого відключення тяги електровозу, створилося ударне навантаження, на яке відреагували датчики вимірювання напружень розетки деформацій Р3, що встановлено на кронштейні фіксації корпуса тягового редуктора на випадок обриву тяги закріплення корпуса тягового редуктора до рами візка. Це і може бути причиною, яка приводить до появи тріщин у місці приварення цих кронштейнів до рами візка; 5. Найбільші значення динамічних складових напружень не перевищують 35 МПа. Найбільш чутливими точками до дії вертикального динамічного навантаження виявилися точки 3ХЛ, 3ХП, 7ХЛ, 7ХП, 10ХП, 10ХЛ, 12ХП, 12ХЛ. 6. При рухові на основних напрямках експлуатації електровозів ЧС-4 у першому ступені підвішування значення коефіцієнтів вертикальної динаміки не перевищують Нормативних значень 0,3 [1]. При рухові по стрілочним переводам, внаслідок неякісного стану утримання елементів верхньої побудови колії, динамічне навантаження привело до створення у другому ступені підвішування динамічних складових зусиль, при яких коефіцієнт вертикальної динаміки дорівнював 0,4. Це значення слід враховувати при визначення коефіцієнтів запасу міцності несучих конструкці рам візкі та кузова, але ж не слід враховувати як таку величину, що може обмежувати швидкість руху дослідного електровоза. 7. За показникам горизонтальної динаміки даний електровоз відповідає вимогам Норм при рухові як з окремим дослідним зчепом так і у складі поїзда. Найбільші значення коефіцієнтів горизонтальної динаміки досягали 0,4, що відповідає вимогам Норм [1]. 8. Найбільші значення горизонтальних поперечних переміщень буксових вузлів колісних пар відносно рами візку складають 25 мм., що приведе до створення горизонтальних поперечних зусиль, які діють на рейки, на рівні до 80 кН. Ці величини не перевищують граничних значень горизонтальних поперечних сил, які допускаються Нормами [1]. Було встановлено стабільна робота підшипникових вузлів середньої колісної пари, які забезпечують її розбіжність, бо горизонтальні переміщення буксових вузлі середньої колісної пари менше у порівнянням з переміщеннями двох інших колісних пар.. 159.

(9) 9. Аналіз коливань виляння та галопування дослідного електровоза ЧС-4 зав. № 191 показав, що амплітуди вказаних коливань менше відповідних амплітуд подібних електровозів, з яким раніше проводилися подібні випробування. Це пояснюється більш кращою роботою гідравлічних гасників коливань. 10. При рухові дослідного електровоза на різних дільницях колії зі швидкостями до 130 км/год., як окремим дослідним зчепом, так і у складі пасажирського поїзду найменші значення величин коефіцієнту запасу стійкості від сходу коліс колісних пар з рейок оказалися не менше 2, а найменше значення вказаного коефіцієнту за Нормами [1] встановлено 1,4. Під час дослідної поїздки зі швидкістю до 159 км/год. на дільниці Бориспіль – Баришівка виявилося, що при швидкості руху 142 км/год. величина цього коефіцієнту складає 2,69, а при швидкості 155 км/год. – 2,78. Таким чином з точки зору запасу стійкості рух дослідного електровозу є стійким зі швидкостями до 160 км/год. включно.. 160. Результати, які отримані під час проведення випробувань, дозволяють внести пропозицію про введення в експлуатацію електровозів ЧС-4 з рамами візків, які виготовлені підприємством „ХК Луганськтепловоз”, у складі пасажирських поїздів зі швидкостями руху до 140 км/год. включно.. БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК 1. Нормы для расчета и оценки прочности несущих элементов и динамических качеств и воздействия на путь экипажной части локомотивов железных дорог МПС РФ колеи 1520 мм. – М: МПС РФ, ВНИИЖТ, 1998.-145 с. 2. СТ ССФЖТ ЦТ 15-98 Тяговый подвижной состав. Типовая методика динамико-прочностных испытаний локомотивов. 3. Технические требования к проектируемым локомотивам по условиям прочности, динамики и воздействия на путь. – М.: ВНИИЖТ, 1964 Надійшла до редколегії 24.09.2007..

(10)

References

Related documents

У рамках експерименту встановлено відповідність програм віковим особливостям учнів, відповідність підручників для першого класу, програм для третіх

У статті пропонується генетичний алгоритм для найкращої (рівномірної, середньоквадратичної та ін.) апроксимації функцій двох змінних за

The classification-by-similarity process was applied to the test chemicals predicted to be inactive, varying the maximum Tanimoto similarity coefficient based from

But enacting a strategy will require inte- grating the growing number of social media monitoring and analytics tools, most of which are software-as-a-service (SaaS) products, with

Проблемы пожарной безопасности http://nuczu.edu.ua Визначення оптимальної кількості сил і засобів для ліквідації пожеж у містах 65 пожеж у будівлях і на

Insert photo of speaker here 891 pixels h x 688 pixels w Redefining B2B Procurement with Magento Enterprise CTO BuyerQuest.com Nick Cron.. Static Catalogs 1995+

In accordance with the theoretical structure of the scale, the tested model consisted of four first order factors (goal selection, gathering information, problem

The interest weight carry strategy (IW) has a weight for each currency that is proportional to the interest rate difference between its interest rate and the average